JP2015002178A - Led lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED照明器具に関し、特に高演色性を有するLED照明器具に関するものである。 The present invention relates to an LED lighting apparatus, and more particularly to an LED lighting apparatus having high color rendering properties.
発光ダイオード(LED)は、高輝度、低電圧、低消費電力、ICと組み合わせ易く、容易に駆動し且つ長寿命等の利点を有するため、照明領域において光源として幅広く利用されている。従来のLED照明器具を採用した一般の白色光LED素子は、青色光LEDチップと黄色光蛍光体とが結合されて製造されたものである。具体的には、青色光LEDチップから出射した青色光と青色光が黄色光蛍光体を励起して出射した黄色光とが混合して白色光になる。しかし、これらにおいて赤色光の成分は少ないため、演色性は悪い。 Light emitting diodes (LEDs) are widely used as light sources in the illumination region because they have advantages such as high brightness, low voltage, low power consumption, easy combination with ICs, easy driving and long life. A general white light LED element employing a conventional LED lighting apparatus is manufactured by combining a blue light LED chip and a yellow light phosphor. Specifically, the blue light emitted from the blue light LED chip and the yellow light emitted by the blue light exciting the yellow light phosphor are mixed to become white light. However, since the red light component is small in these, the color rendering is poor.
LED照明器具の演色性の問題を解決するために、ほとんどの生産者が高演色性のLED素子を採用する方法を介して、LED照明器具の演色性を高める。しかし、この場合、コストを増加させ、また一般の白色光LED素子を利用できないため、生産材料の浪費を招く。 In order to solve the problem of color rendering properties of LED lighting fixtures, most producers increase the color rendering properties of LED lighting fixtures through a method that employs high color rendering LED elements. However, in this case, the cost is increased and a general white light LED element cannot be used, resulting in a waste of production material.
上記の問題点に鑑みて、本発明は、高演色性のLED素子を用いずに、LED照明器具の演色性を高めることができるLED照明器具を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an LED lighting device that can improve the color rendering properties of the LED lighting device without using a high color rendering LED element.
上記の課題を解決するために、本発明に係るLED照明器具は、ランプ支持体及び前記ランプ支持体の内部に固定されたLED素子を備える。前記LED素子は、白色光LED素子及び赤色光LED素子を含み、前記ランプ支持体は、積載台及び前記積載台に凹んで形成された凹所を含み、前記白色光LED素子は、前記積載台に固定され、前記赤色光LED素子は、前記凹所の内部に固定されている。 In order to solve the above-mentioned problems, an LED lighting apparatus according to the present invention includes a lamp support and an LED element fixed inside the lamp support. The LED element includes a white light LED element and a red light LED element, the lamp support includes a loading table and a recess formed in the loading table, and the white light LED element includes the loading table. The red light LED element is fixed inside the recess.
従来の技術と異なり、本発明のLED照明器具は、高演色性のLEDを用いずに、一般の白色光LED素子及び一般の赤色光LED素子の数量の変化及び照明器具の構造上の特徴を介して、LED照明器具における高演色性及び色温度の変更を実現できる。従って、LED照明器具のメーカーは、新製品開発の際のコストを削減し、LED素子の利用方式を多様化できる。また、本発明の高演色性のLED照明器具を使用して物品を照らすと、自然な色彩を現すことができる。これにより、本発明のLED照明器具は、色検査、臨床検査に利用できると共に、美術館等の高演色性のランプを必要とする場所にも利用できる。 Unlike the prior art, the LED lighting fixture of the present invention does not use a high color rendering LED, changes the number of general white light LED elements and general red light LED elements, and the structural characteristics of the lighting fixture. Accordingly, it is possible to realize high color rendering and color temperature change in the LED lighting apparatus. Therefore, the manufacturer of the LED lighting apparatus can reduce the cost for developing a new product and diversify the usage method of the LED element. In addition, when an article is illuminated using the high color rendering LED lighting device of the present invention, a natural color can be exhibited. As a result, the LED lighting apparatus of the present invention can be used for color inspection and clinical inspection, and can also be used for places that require a high color rendering lamp such as a museum.
図1及び図2に示すように、本発明に係るLED照明器具は、主体部10及びハウジング20を備える。主体部10の中の各電子部品は、外部電源(図示せず)に電気的に接続されて、前記LED照明器具が動作する時に必要な電気エネルギーを取得する。主体部10は、ハウジング20に機械的に連接されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the LED lighting apparatus according to the present invention includes a
主体部10は、ランプ支持体100と、白色光LED素子201と、赤色光LED素子202と、第一光拡散素子301と、第二光拡散素子302と、第一PCB板(図示せず)と、第二PCB板(図示せず)と、を備える。ランプ支持体100は、積載台101及び積載台101の中間部に凹んで形成された凹所102を含む。第一PCB板及び第二PCB板は、積載台101及び凹所102にそれぞれ組み合わせて設置され、対応する白色光LED素子201及び赤色光LED素子202を搭載する。ランプ支持体100の内面には、LED照明器具の光出射量を増加するための光反射塗料が塗布されている。また、LED照明器具の光出射量を高めるために、第一PCB板及び第二PCB板に光反射シートをそれぞれ重ねて接合しても良い。しかし、コストを下げるために、光反射シートを省略して、光反射塗料がコーティングされたPCB板を採用することが好ましい。
The
白色光LED素子201は、第一PCB板に電気的に接続され、且つランプ支持体100の積載台101の上面に固定されている。ランプ支持体100の凹所102は、側壁1021及び底部1022を含む。赤色光LED素子202は、第二PCB板に電気的に接続され、且つ凹所102の底部1022の上面に固定されている。このような構造は、赤色光LED素子202から出射した赤色光の光混合距離を増加させて、光線の均一性を高める。
The white
ランプ支持体100の側壁1021と底部1022との夾角αは30度〜60度であるので、底部1022に設けられた赤色光LED素子202から出射する赤色光を効果的に反射して、光ロスを減少させることができる。積載台101が凹所102を取り囲んでいるため、底部1022に位置する赤色光LED素子202は、積載台101に設けられた白色光LED素子201に包囲される。これにより、赤色光と白色光との混合光の均一性を高めることができる。白色光LED素子201と赤色光LED素子202との順方向電圧差は大きいので、本発明のLED照明器具の前記第一PCB板の白色光LED素子201と前記第二PCB板の赤色光LED素子202は直列接続されている。これにより、白色光LED素子201及び赤色光LED素子202を流れる電流の不均等分布を防止すると共に、各LED素子を高電圧、低電流の条件下で動作させて、エネルギーの消費量を減らすことができる。
Since the depression angle α between the
第二光拡散素子302は、凹所102の上部の開口をカバーして、赤色光LED素子202から出射した光線を拡散する。また、本発明は、第二光拡散素子302に対してフォギング処理を行なうことによって、第二光拡散素子302を通過する赤色光の均一性を高めて、LED照明器具の赤色斑を薄めることができる。
The second
第一光拡散素子301は、ランプ支持体100の開口をカバーして、赤色光LED素子202からの第二光拡散素子302により拡散された後の赤色光及び白色光LED素子201から出射した白色光を拡散する。また、本発明は、第一光拡散素子301に対してフォギング処理を行なうことによって、LED照明器具が発した光線の均一性を高める。第一光拡散素子301の光透過率は、70%〜90%である。第二光拡散素子302の光透過率は、80%〜95%である。第一光拡散素子301と白色光LED素子201との垂直距離を3cm〜10cmの範囲内でコントロールし、前記垂直距離が小さ過ぎる場合、白色光と赤色光との光混合距離は小さくなり、LED照明器具の光線の均一性も悪くなる。また、前記垂直距離が大き過ぎる場合、光ロスを増加させるだけでなく、LED照明器具のサイズを増大させ、ランプ支持体100及びハウジング20のコストを増加させる。
The first
図3は、本発明の異なる白色光LED素子201と赤色光LED素子202とを組み合せた際の演色性の対比図である。縦座標Raは、平均演色評価数である。横座標は、異なる白色光LED素子201と赤色光LED素子202との組み合せたものであり、且つxW+yRの方式で示される。Wは、白色光LED素子201を表し、Rは、赤色光LED素子202を表す。式xW+yRは、x個の白色光LED素子201とy個の赤色光LED素子202の組み合せを意味する。白色光LED素子201と赤色光LED素子202との数量の比率は、x:yである。例を挙げて説明すると、2W+1Rは、2つの白色光LED素子201と1つの赤色光LED素子202との組み合せを意味する。つまり、白色光LED素子201と赤色光LED素子202との数量の比率は2:1である。
FIG. 3 is a contrast diagram of color rendering when the white
図3から分かるように、白色光LED素子201のみを使用する場合、LED照明器具の平均演色評価数は、90より小さい。白色光LED素子201と赤色光LED素子202との数量の比率が4:1〜1:1の範囲内である場合、前記LED照明器具の平均演色評価数は全て90以上である。また、白色光LED素子201と赤色光LED素子202との数量の比率が2:1である場合、即ち、2つの白色光LED素子201に1つの赤色光LED素子202を組み合わせた場合、前記LED照明器具の平均演色評価数は最も高い。
As can be seen from FIG. 3, when only the white
上記の記載から分かるように、本発明のLED照明器具は、高演色性のLEDを用いずに、一般の白色光LED素子201及び一般の赤色光LED素子202を利用して、且つ白色光LED素子201及び赤色光LED素子202の数量の変化及び照明器具の構造上の特徴を介して、LED照明器具における高演色性及び色温度の変更を実現できる。また、LED照明器具のメーカーは、新製品開発の際のコストを削減し、LED素子の利用方式を多様化にさせることができる。
As can be seen from the above description, the LED lighting apparatus of the present invention uses a general white
本発明の高演色性のLED照明器具を使用して物品を照らすと、自然な色彩を現すことができる。従って、本発明のLED照明器具は、色検査、臨床検査に利用できると共に、美術館等の高演色性のランプを必要とする場所にも利用できる。 When an article is illuminated using the high color rendering LED luminaire of the present invention, natural colors can appear. Therefore, the LED lighting apparatus of the present invention can be used for color inspection and clinical inspection, and can also be used for a place such as a museum that requires a high color rendering lamp.
前記LED照明器具の白色光LED素子201と赤色光LED素子202との数量の比率が2:1である場合、図4は本発明の第一比較例に係る2つの白色光LED素子201と赤色光LED素子202とのレイアウトを示し、図5は本発明の第二比較例に係る2つの白色光LED素子201と赤色光LED素子202とのレイアウトを示している。
When the ratio of the number of white
図4に示すように、1つの赤色光LED素子202は、2つの白色光LED素子201の近傍に位置している。白色光LED素子201及び赤色光LED素子202が発した光線は混合し、且つ第一光拡散素子301及び第二光拡散素子302を通過した後、赤いハレーションの視覚効果を有する。
As shown in FIG. 4, one red
図5に示すように、1つの赤色光LED素子202は、2つの白色光LED素子201の中央に位置している。白色光LED素子201及び赤色光LED素子202が発した光線は混合し、且つ第一光拡散素子301及び第二光拡散素子302を通過する。この際、赤いハレーションが減少したように見えるが、依然として赤色斑が見える。
As shown in FIG. 5, one red
図6に示すように、前記LED照明器具の白色光LED素子201と赤色光LED素子202との数量の比率が4:1である場合、本発明の第三比較例において、1つの赤色光LED素子202は四つの白色光LED素子201の中央に位置し、白色光LED素子201及び赤色光LED素子202からの光線は混合し、且つ第一光拡散素子301及び第二光拡散素子302により拡散される。この際、該光線は、均一性が高く且つ赤色斑も見えない。つまり、本比較例に係るLED照明器具は、高演色性を有するだけでなく、光線も均一である。
As shown in FIG. 6, when the ratio of the number of white
図7に示すように、一般の白色光LED素子201が発する白色光の相関色温度CCTは約5000Kであり、寒色に属する。これに対して、本発明は、白色光LED素子201と赤色光LED素子202とを組み合せてLED照明器具を構成する。これにより、前記LED照明器具の色温度は、寒色から暖色に変わる。また、白色光LED素子201及び赤色光LED素子202の数量を容易に変更でき、且つ前記LED照明器具の色温度を変えることができる。従って、LEDランプのメーカーは、新製品の開発時間を短縮することができる。
As shown in FIG. 7, the correlated color temperature CCT of white light emitted from a general white
本発明のLED照明器具は、放熱部(図示せず)をさらに備える。前記放熱部は、良好な熱伝導率を有する多孔性材料又はフィンを採用し、且つランプ支持体100及びハウジング20とそれぞれ接触している。また、前記放熱部は、前記LED照明器具の電源に電気的に接続されたファンをさらに備える。
The LED lighting apparatus of the present invention further includes a heat radiating section (not shown). The heat radiating portion employs a porous material or fins having good thermal conductivity, and is in contact with the
また、前記LED照明器具の放熱性を高め、LED素子の光減衰を減少するために、ランプ支持体100のハウジング20と接触する底部位置に、予め熱伝導ペーストを設けた後、ランプ支持体100とハウジング20とを機械的に連接させる。これにより、赤色光LED素子202の放熱を促進でき、赤色光LED素子202の発光効率が温度の上昇に伴って減衰する現象を軽減することができる。
In addition, in order to improve the heat dissipation of the LED lighting fixture and reduce the light attenuation of the LED element, a heat conductive paste is provided in advance at the bottom position in contact with the
10 主体部
100 ランプ支持体
101 積載台
102 凹所
1021 側壁
1022 底部
20 ハウジング
201 白光LED素子
202 赤光LED素子
301 第一光拡散素子
302 第二光拡散素子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記LED素子は、白色光LED素子及び赤色光LED素子を含み、前記ランプ支持体は、積載台及び前記積載台に凹んで形成された凹所を含み、前記白色光LED素子は、前記積載台に固定され、前記赤色光LED素子は、前記凹所の内部に固定されていることを特徴とするLED照明器具。 An LED lighting apparatus comprising a lamp support and an LED element fixed inside the lamp support,
The LED element includes a white light LED element and a red light LED element, the lamp support includes a loading table and a recess formed in the loading table, and the white light LED element includes the loading table. And the red light LED element is fixed inside the recess.
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